Ηλεκτρονική Διάθεση Μαθήματος
Μαθησιακά Αποτελέσματα
Οι φοιτητές θα μπορούν να κατανοήσουν σε βάθος τις αρχές και τους νόμους της κίνησης και της δυναμικής των ρευστών.
Θα έχουν αρχικά εμπεδώσει τον απαραίτητο μαθηματικό φορμαλισμό με τον οποίο θα περιγραφούν οι παραπάνω νόμοι.
Θα μπορούν να περιγράψουν την κατάσταση ενός ρευστού και να ερμηνεύσουν τους βασικούς νόμους.
Θα μπορούν να καταστρώνουν τις εξισώσεις της κίνησης για απλά απλοποιημένα μοντέλα.
Θα μπορούν να να λύνουν προβλήματα στα μοντέλα αυτά.
Περιεχόμενο Μαθήματος
Το μάθημα βασίζεται στα σχετικά κεφάλαια του βιβλίου των Roger D. Blandford και Kip S. Thorne με τίτλο "Modern Classical Physics" και στο προτεινόμενο σύγγραμμα του Ν. Βλαχάκη, "Δυναμική των Ρευστών".
Χρήσιμη βιβλιογραφία είναι και το προτεινόμενο σύγγραμμα των Ι. Δ. Χατζηδημητρίου και Γ. Δ. Μπόζη, με τίτλο "Εισαγωγή στη Μηχανική των Συνεχών Μέσων", που καλύπτει μέρος της ύλης.
Ενδεικτικά η ύλη του μαθήματος είναι:
• Εισαγωγή στις γενικές έννοιες και ορισμοί ποσοτήτων που αφορούν τα ρευστά (Τανυστής των τάσεων, τοπική και ολική παράγωγος).
• Κάποια στοιχεία στατικής των ρευστών (πυκνότητες δύναμης, πίεση, ροές ορμής).
• Κινηματική των ρευστών. Ανάλυση της κινήσεως του ρευστού. Ασυμπίεστες και αστρόβιλες ροές (δυναμικές ροές), δυναμικό ταχύτητας και ροϊκή συνάρτηση.
• Ιδανικά ρευστά – Εξισώσεις διατήρησης και εξισώσεις κίνησης του ρευστού και ολοκληρώματα αυτών (εξίσωση Bernoulli). Εφαρμογές στα ιδανικά ρευστά.
• Πραγματικά ρευστά - Εξισώσεις κίνησης και εφαρμογές.
• Διαταραχές στα ρευστά και κύματα. Ακουστικά κύματα. Κρουστικά κύματα.
• Αστάθειες στα ρευστά (Jeans, Kelvin-Helmholtz, Rayleigh-Taylor, Rayleigh-Benard, κριτήριο Rayleigh).
• Εισαγωγή στην τυρβώδη ροή.
Επιπρόσθετη βιβλιογραφία για μελέτη
1. APPLICATIONS OF CLASSICAL PHYSICS, Roger D. Blandford and Kip S. Thorne
2. Fundamentals of Aerodynamics by John D. Anderson, Jr. (McGRAW-HILL)
3. Dynamics in Atmospheric Physics by Richard S. Lindzen (CAMBRIDGE)
4. Elementary Fluid Dynamics by D.J. Acheson (OXFORD)
5. Fluid Mechanics, Robert A. Granger (Dover)